[wps大气运动的稳定性理论.ppt

Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. (8.12) 将Ψ *乘以(8.12) ，再积分，由于 便有 把实部和虚部分开，得 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 上式因左边恒为正，于是有 即 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Fjortoft定理(正压不稳定第二必要条件)： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 正压不稳定的必要条件就是在域内某处平均气流绝对涡度的梯度为零。下图是非洲东风急流区的绝对涡度廓线，阴影区为涡度梯度负值区，它满足正压不稳定必要条件(8.17)式。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 正压不稳定性不仅由基本气流的特性—水平切变—所确定，而且扰动必须具有倾斜的空间结构，以致扰动速度分量之间存在一定的相关性，即基本气流与扰动的适当耦合才能决定波动的稳定性。如急流北侧的曳式波或急流南侧的导式波。下面将证明这一结论 将(8.10)分为实部和虚部，得 上两式分别乘以ψ的虚部和实部，然后相减，得： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 将上式在通道内积分，得： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 可以证得(参见贺海晏，1982，气象学报，40(4)：409-415)： 分母代表一个纬向波长上的平均波动动能。不稳定波的增长率与其本身动能成反比，增长率的符号由分子(平均动能和扰动动能的转换项)决定。 绝热无摩擦正压大气中，扰动的发展所需的能量只能来自于基本气流的动能转换。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 虽然正压不稳定对非洲波提供了一个满意的发生机制，也可能在赤道太平洋地区也起作用，但必须注意到，只有在平均纬向流切变保持不稳定时，波动才能从平均流中汲取能量使正压不稳定扰动得以持续。观测表明赤道扰动经常出现在没有强的侧向切变的气流中，所以在热带洋面上正压不稳定似乎不是波持续的主要能源。正压不稳定性并不是只出现在热带大气中，在正压涡度方程中科氏参数只是以β的形式出现的，所以正压流在热带地区并没有特殊的意义。正压不稳定也可以出现在中纬的急流区，然而，中纬地区天气扰动起源与发展的更重要的机制是斜压不稳定。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Baroclinic Instability: Cyclogenesis? 大尺度天气扰动的发展常称作cyclogenesis。这一过程可看成是迭加在不稳定纬向流场的微扰动的增幅。在增幅过程中小扰动从基流中汲取势能和(或)动能。 讨论斜压不稳定